Диморфос — это луна околоземного астероида Дидим. Ранее эту двойную астероидную систему посещал космический аппарат НАСА DART, который намеренно столкнулся с Диморфосом в 2022 году и изменил свою орбиту вокруг Дидимоса в качестве демонстрации метода планетарной защиты, предназначенного для изменения траектории потенциально опасного астероида.
Компания SpaceX 7 октября запустила европейский космический аппарат Hera к астероиду Диморфос для оценки последствий столкновения. Миссия Hera Европейского космического агентства посетит Диморфос — астероид, который космический аппарат NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) сбил с курса в сентябре 2022 года. Hera оценит последствия этого столкновения и более подробно изучит как поверхность, так и внутреннюю структуру астероида.
Основной космический аппарат Hera и два его партнера- кубсата, названные Milani и Juventas, запущены на ракете SpaceX Falcon 9 в понедельник (7 октября) в 10:52 утра по восточному поясному времени (14:52 по Гринвичу) с Космической станции на мысе Канаверал во Флориде.
Если все пойдет хорошо, Hera прибудет на Диморфос в конце 2026 года. Космический аппарат оценит размер и глубину кратера, созданного DART, а также эффективность удара.
Hera также развернет два кубсата для изучения внутренней структуры, поверхностных минералов и гравитации на Диморфосе. Эти данные помогут исследователям лучше понять, как удар повлиял на астероид, и, в свою очередь, предоставят ценную информацию для будущих миссий по отклонению астероидов.
ЕКА продолжит изучение двойных астероидов с помощью предстоящей миссии Hera, запуск которой запланирован на конец этого года. Hera станет продолжением миссии NASA DART, которая столкнулась с Диморфосом, спутником, вращающимся вокруг астероида Дидим, в 2022 году в качестве теста на отклонение астероида, чтобы провести послеударное обследование Диморфоса. Это будет первый зонд, который встретится с системой двойных астероидов.
Другой аппарат — Gaia помог астрономам увидеть тень, отбрасываемую Didymos, когда он проходил перед более далекими звездами в 2022 году, метод наблюдения, известный как звездное затмение. Осуществимость этого метода была радикально улучшена благодаря орбитам астероидов Gaia и сверхточным звездным картам в последние годы, что доказывает огромную ценность миссии для исследования Солнечной системы.
Художественное представление Геры, скользящей мимо Дидима к Диморфу
Изучая данные, собранные в ходе миссии NASA DART (Double Asteroid Redirection Test), в рамках которой в 2022 году был отправлен космический аппарат для преднамеренного столкновения с астероидом Диморфос, научная группа миссии получила новую информацию о происхождении целевой двойной астероидной системы и о том, почему космический аппарат DART оказался столь эффективным в смещении орбиты Диморфоса.
В пяти недавно опубликованных статьях в журнале Nature Communications группа исследовала геологию двойной астероидной системы, включающей спутник Диморфос и родительский астероид Дидим, чтобы охарактеризовать ее происхождение и эволюцию, а также ограничить ее физические характеристики.
«Эти результаты дают нам новое понимание того, как астероиды могут меняться с течением времени», — сказал Томас Статлер, ведущий ученый по малым телам Солнечной системы в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. «Это важно не только для понимания околоземных объектов, которые находятся в центре внимания планетарной обороны, но и для нашей способности читать историю нашей Солнечной системы по этим остаткам формирования планет. Это лишь часть богатства новых знаний, которые мы получили от DART».
Оливье Барнуэн и Рональд-Луи Баллуз из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, возглавили работу, в которой проанализировали геологию обоих астероидов и сделали выводы об их поверхностных материалах и внутренних свойствах. С помощью изображений, полученных DART и сопровождающего его кубсата LICIACube, предоставленных Итальянским космическим агентством (ASI), команда наблюдала топографию меньшего астероида Диморфос, которая включала валуны разных размеров. Для сравнения, более крупный астероид Дидимос был более гладким на более низких высотах, хотя и скалистым на более высоких, с большим количеством кратеров, чем Диморфос. Авторы сделали вывод, что Диморфос, вероятно, отделился от Дидимоса в результате большого сброса массы.
Существуют естественные процессы, которые могут ускорять вращение небольших астероидов, и появляется все больше доказательств того, что эти процессы могут быть ответственны за изменение формы этих тел или даже заставлять материал выбрасываться из их поверхностей.
Различные геологические особенности, наблюдаемые на Дидимосе, помогли исследователям рассказать историю происхождения Дидимоса. Треугольный хребет астероида (первая панель слева), так называемая гладкая область и ее, вероятно, более старая, грубая «высокогорная» область (вторая панель слева) могут быть объяснены комбинацией процессов наклона, контролируемых высотой (третья панель слева). Четвертая панель показывает эффекты нарушения вращения, которое Дидимос, вероятно, претерпел, чтобы сформировать Диморфос. Johns Hopkins APL/Оливье Барнуэн/NASA
Анализ показал, что и Дидим, и Диморфос имеют слабые поверхностные характеристики, что привело команду к выводу, что Дидим имеет возраст поверхности в 40–130 раз старше Диморфоса, причем первый оценивается в 12,5 миллионов лет, а второй — менее 300 000 лет. Низкая прочность поверхности Диморфоса, вероятно, способствовала значительному влиянию DART на его орбиту.
«Изображения и данные, которые DART собрал в системе Дидима, предоставили уникальную возможность для геологического изучения двойной системы околоземных астероидов», — сказал Барнуин. «Только по этим изображениям мы смогли вывести большой объем информации о геофизических свойствах как Дидима, так и Диморфоса и расширить наше понимание формирования этих двух астероидов. Мы также лучше понимаем, почему DART был настолько эффективен в перемещении Диморфоса».
Маурицио Пайола из Национального института астрофизики (INAF) в Риме и соавторы провели исследование, в котором сравнили формы и размеры различных валунов и закономерности их распределения на поверхности двух астероидов. Они определили, что физические характеристики Диморфоса указывают на то, что он формировался поэтапно, вероятно, из материала, унаследованного от его родительского астероида Дидима. Этот вывод подтверждает преобладающую теорию о том, что некоторые двойные астероидные системы возникают из сброшенных остатков более крупного первичного астероида, накапливающихся в новом спутнике астероида.
Элис Луккетти, также из INAF, и ее коллеги обнаружили, что термическая усталость — постепенное ослабление и растрескивание материала под воздействием тепла — может быстро разрушать валуны на поверхности Диморфоса, создавая поверхностные линии и изменяя физические характеристики этого типа астероида быстрее, чем считалось ранее. Миссия DART, вероятно, была первым наблюдением такого явления на этом типе астероида.
Под руководством исследователя Наоми Мердок из ISAE-SUPAERO в Тулузе, Франция, и коллег, статья, подготовленная студентами Жанной Биго и Полин Ломбардо, определила несущую способность Дидима — способность поверхности выдерживать приложенные нагрузки — как минимум в 1000 раз ниже, чем у сухого песка на Земле или лунного грунта. Это считается важным параметром для понимания и прогнозирования реакции поверхности, в том числе в целях смещения астероида.
Колас Робин, также из ISAE-SUPAERO, и соавторы проанализировали поверхностные валуны на Диморфосе, сравнив их с валунами на других астероидах-кучах, включая Итокава, Рюгу и Бенну. Исследователи обнаружили, что валуны имеют схожие характеристики, что позволяет предположить, что все эти типы астероидов формировались и развивались схожим образом. Группа также отметила, что удлиненная форма валунов вокруг места удара DART подразумевает, что они, вероятно, образовались в результате ударной обработки.
Эти последние результаты формируют более надежную картину происхождения системы Дидима и дополняют понимание того, как формировались такие планетарные тела. Поскольку миссия Hera (Европейского космического агентства) готовится повторно посетить место столкновения DART в 2026 году для дальнейшего анализа последствий первого в истории испытания планетарной обороны, это исследование предоставляет серию тестов того, что обнаружит Hera, и вносит вклад в текущие и будущие исследовательские миссии, одновременно укрепляя возможности планетарной обороны.
Лаборатория прикладной прикладной математики Университета Джонса Хопкинса руководила миссией DART для Координационного управления планетарной обороны NASA в рамках проекта Управления программы планетарных миссий агентства. NASA оказывало поддержку миссии из нескольких центров, включая Лабораторию реактивного движения в Южной Калифорнии, Центр космических полетов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, Космический центр Джонсона в Хьюстоне, Исследовательский центр Гленна в Кливленде и Исследовательский центр Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния.